CZ34613U1 - Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití - Google Patents
Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34613U1 CZ34613U1 CZ2020-37990U CZ202037990U CZ34613U1 CZ 34613 U1 CZ34613 U1 CZ 34613U1 CZ 202037990 U CZ202037990 U CZ 202037990U CZ 34613 U1 CZ34613 U1 CZ 34613U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- binder
- plasters
- interior use
- filling concrete
- weight
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 19
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 4
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- -1 1 to 2% by weight Chemical compound 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002706 dry binder Substances 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910052571 earthenware Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000010198 maturation time Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 235000020004 porter Nutrition 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010435 syenite Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
- C04B14/106—Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití
Oblast techniky
Technické řešení se týká návrhu dvousložkového pojivá pro obnovu a doplnění betonových podkladů architektury 1. pol. 20. století do interiérových podmínek.
Dosavadní stav techniky
Pohledové omítky vytvářely významnou část architektury 1. pol. 20. století, jejichž estetického účinku bylo dosahováno úpravou povrchu, probarvením nebo využitím různorodých složek kameniva, které ovlivnily svojí barvou nebo strukturou finální vzhled omítky. Pojivém tohoto typu omítek byl nej častěji portlandský cement, v dané době moderní stavební materiál, který hrál důležitou roli při zpracování omítek i jejich finální úpravě, a kromě estetických vlastností zásadním způsobem determinoval fyzikálně-mechanické vlastnosti omítek (např. vysokou pevnost vytvrdnutých omítek) a odolnost vůči degradaci.
Cementem pojené pohledové omítky byly zpracovávány širokou škálou technologických a řemeslných postupů. Omítky byly utvářeny tak, aby působily svojí vlastní barvou a strukturou dosaženou kombinací složení (pigmenty, barevné kamenivo, vápenec, slída, jiné drcené horniny, barevná skla) a způsobem opracování (vymývání povrchu, opracování škrabkami, pemrlicí či jinými kamenickými nástroji). Na našem území jsou charakteristické strukturní omítky stříkané, rýhované (česané) nebo škrábané, pro něž se někdy užívá termín brizolit, omítky drťové (s mletými kamennými drtěmi ze žuly, syenitu, portýru, vápence atd.), omítky hlazené, probarvené a omítky napodobující kámen, obvykle žulu, pro něž se užívají názvy různé, jako teraco, teracová omítka, umělý kámen, kamenná omítka, pemrlovaný beton či kamenina.
Pro obnovu omítek architektury 1. poloviny 20. století se v současnosti zpravidla užívají opravné materiály, které v mnoha ohledech nezohledňují specifické, výše zmíněné vlastnosti omítek. Vzhledem ke komplikovanému složení historických malt z tohoto období (složení pojivá, vlastnosti plniva, variabilita příměsí, aj.) i neznalosti technologických přístupů při jejich zpracování a aplikaci (např. stratigrafie vrstev, zpracování malt, finální zpracování povrchu) je v praxi často volen zjednodušující přístup založený na užití prefabrikovaných maltových směsí, které mají zpravidla odlišné složení i vlastnosti od původních omítek.
Navrhované technické řešení spočívá ve vytvoření vhodného opravného materiálu, který splňuje specifika doplňovaných historických podkladů z hlediska vzhledu i zpracovatelských a materiálových vlastností. Materiálové vlastnosti vyvinuté opravné směsi byly navrženy na základě podrobného studia vlastností vzorků historických malt. Zpracovatelské i finální vlastnosti byly ověřeny navazujícími praktickými aplikacemi a zkouškami.
Podstata technického řešení
Opravnou směs tvoří dvousložkové pojivo, jehož suchá a kapalná složka se mísí v přesném poměru. Suché složky tvoří směs metakaolinu, odpadních anorganických surovin, minoritní příměs tvoří vápenný hydrát. Kapalnou složkou je alkalický aktivátor.
Podstatou technického řešení je dvousložkové anorganické pojivo, jehož hlavní komponentou je geopolymerní složka na bázi metakaolinu a strusky 88 až 94 % hmota. Dále je v pojivové směsi obsažen odpadní produkt s vysokým podílem metakaolinu v množství 4 až 11 % hmota, a vápenný hydrát 1 až 2 % hmota. Suchá složka pojivá je aktivována alkalickým aktivátorem na bázi
- 1 CZ 34613 UI draselného vodního skla v hmotnostním poměru 5:4. Geopolymemí pojivo lze mísit s různými plnivy a kamenivy. Doporučené orientační dávkování pro směs smaltovým pískem je 1:3 dílů hmotnosti.
Nespornou výhodou tohoto materiálu, oproti běžně používaným tradičním materiálům, je nižší uhlíková stopa při jeho výrobě. V případě geopolymerů se vznik emisí CO2 snižuje o více než 50 % ve srovnání s pojivý na bázi cementu. Dále pak dojde k úspoře nákladů při použití odpadní suroviny jako náhrady vstupních surovin. Dalšími výhodami pojivá jsou zejména kratší doba zpracovatelnosti oproti klasickým cementovým pojivům a oproti betonu méně náročné technologické nároky na podmínky tvrdnutí pojivá.
Vzhledem ke složení a nutnosti přídavku alkalického aktivátoru v mírném přebytku lze pojivo doporučit pouze do interiérových podmínek se stabilními teplotními a vlhkostními podmínkami.
Příklady uskutečnění technického řešení
Pro přípravu doplňovacího materiálu byly zhotoveny suché směsi, jejichž složení je uvedeno v tabulce č. 1. Jako plnivo byl použit maltový písek z lokality Tasovice (0 až 2 mm) míšený s pojivém v hmotnostním poměru 1:3 (suchá směs:písek). Po homogenizaci bylo ke směsi přidáno draselné vodní sklo v hmotnostním poměru 5:4 (suchá složka pojiva:vodní sklo).
Tabulka 1: Příklad složení směsí s GP pojivém pro doplňovací materiál pro betonový podklad.
| Surovina | 1 | 2 |
| Geopolymemí matrice | 94 | 89 |
| Vápenný hydrát | 1 | 1 |
| Odpad s obsahem metakaolinu | 5 | 10 |
U vyrobených směsí byla provedena zkouška konzistence dle ČSN EN 1015-3 a stanovena doba tuhnutí dle ČSN EN 1015-9 viz tabulka č. 2. Dále byly připraveny vzorky ve tvaru zkušebních trámců o rozměru 40x40x160 mm a pro zkoušky přídržnosti byla na betonový obrubník nanesena rovnoměrná vrstva směsi. Po konečném vyzrání a vytvrzení vzorků při teplotě 20 °C a vlhkosti 95 % byly po 28 a 90 dnech zjištěny následující parametry viz tabulka č. 3. Naměřené parametry byly porovnávány s výsledky na referenčním vzorku. Referenční vzorek je standardní směs složená z portlandského cementu CEM 42,5R a maltového písku (D<2 mm) míšené v poměru 1:3 hmotnostně. Vlastnosti směsi jsou uvedeny v tabulce č. 3.
Tabulka 2: Výsledky stanovení konzistence doby zpracovatelnosti.
| Parametr/receptura | 1 | 2 |
| Konzistence (mm) | 140 | 150 |
| Doba tuhnutí (min) | 98 | 93 |
-2 CZ 34613 UI
Tabulka 3: Vybrané fyzikálně mechanické parametry směsí s geopolymemím pojivém a referenční směsi s cementovým pojivém.
| Parametr/receptura | 1 | 2 | 1 | 2 | Referenční vzorek |
| Doba zrání | 28 dní | 90 dní | 90 dní | ||
| Objemová hmotnost (kg/m3) ČSN EN 1015-10 | 2138 | 2154 | 2131 | 2137 | 1931 |
| Celková nasákavost vodou (hmota. %) ČSN EN 1015-10 | 10,4 | 9,6 | 10,5 | 9,6 | 10,9 |
| Pevnost v tahu za ohybu (MPa) ČSNEN 1015-11 | 7,3 | 6,6 | 7,1 | 8,1 | 11,3 |
| Pevnost v tlaku (MPa) ČSN EN 1015-11 | 51,2 | 49,3 | 61,4 | 65,2 | 57,9 |
| Modul pružnosti (GPa) ČSN EN 14146 | 11,2 | 10,8 | 15,6 | 15,4 | 23,9 |
| Pndržnost na betonovém podkladu (MPa) ČSN EN 1015-12 | 1,1 | 0,9 | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Anorganické dvousložkové geopolymemí pojivo pro doplňování betonového podkladu pro 5 interiérové použití, vyznačující se tím, že obsahuje 88 až 94 % hmota, geopolymemí složky na bázi metakaolinu a strusky, 1 až 2 % hmota, vápenného hydrátu a 4 až 11 % hmota, odpadu na bázi metakaolinu .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37990U CZ34613U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37990U CZ34613U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34613U1 true CZ34613U1 (cs) | 2020-11-30 |
Family
ID=73668797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37990U CZ34613U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34613U1 (cs) |
-
2020
- 2020-09-17 CZ CZ2020-37990U patent/CZ34613U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10526248B2 (en) | White cementitious compositions | |
| US20070125273A1 (en) | Lightweight concrete mix and method of using same | |
| US9957196B1 (en) | Particle size optimized white cementitious compositions | |
| AU2002212131B2 (en) | Method for producing concrete or mortar using a vegetal aggregate | |
| Huynh et al. | The long-term creep and shrinkage behaviors of green concrete designed for bridge girder using a densified mixture design algorithm | |
| CA3051243C (en) | Particle size optimized white cementitious compositions | |
| Turuallo et al. | Supplementary cementitious materials: Strength development of self-compacting concrete under different curing temperature | |
| US8282732B2 (en) | Use of at least one cellulose ether to reduce plastic shrinkage and/or cracking in concrete | |
| CN115594472A (zh) | 低强高透气性的砌筑砂浆及其应用 | |
| Chi et al. | Utilization of circulating fluidized bed combustion (CFBC) fly ash and coal-fired fly ash in Portland cement | |
| Tampus et al. | Proportion and property specifications and strength behavior of mortar using wood ash as partial replacement of lime | |
| CZ34613U1 (cs) | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití | |
| CZ34572U1 (cs) | Anorganické pojivo maltových směsí pro doplňování vápno-cementových malt a omítek | |
| KR20030064343A (ko) | 고강도 시멘트 그라우트재를 이용한 박막형 시멘트 테라죠조성물 | |
| Zhouyi et al. | Research on the performance of modified shell ash mortar used for strengthening of historical masonry buildings | |
| CZ34614U1 (cs) | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu | |
| CZ202079A3 (cs) | Čerstvý beton se samoošetřující schopností a suchá směs pro jeho přípravu | |
| RU2787245C1 (ru) | Композиция для изготовления водостойких облицовочных гипсовых изделий | |
| Sekhar et al. | Strength Characteristics of Geopolymer Concrete Floor Tiles on Various Mix Proportions | |
| Thakial et al. | A Research on using Geopolymer Mortar as Repair Mortar | |
| Hinge et al. | Experimental Study of Different Admixtures on the Workability and Compressive Strength of Concrete | |
| Bustillo Revuelta | Mortars | |
| AU2005231858B2 (en) | Efflorescence reducing admixtures | |
| Gregorová et al. | Experimental investigation of the influence of the plasticizing agent on the properties of cement mortars | |
| Boubekeur et al. | Effects of Recycled Concrete Sand on the Physical, Mechanical Properties, and Hydration Heat of Mortar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20201130 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20240917 |